Conexiones de Red: Funcionamiento de Switches, Protocolo TCP/IP y Enrutamiento

Switches o Conmutadores

Un switch o conmutador se utiliza para conectar todos los ordenadores de una red con topología de estrella. Funciona recibiendo paquetes de información de los distintos ordenadores y enviándosela exclusivamente a sus destinatarios. Normalmente, uno de sus puertos se conecta a un router para poder tener acceso a Internet. En redes con topología en árbol, se interconectan varios switches para permitir la conexión entre las distintas subredes.

Protocolo TCP/IP

El protocolo TCP/IP es un protocolo basado en el direccionamiento. A cada ordenador de una red se le asigna una dirección para poder enrutar datos. Está diseñado para cumplir con cuatro criterios básicos:

• Dividir mensajes en paquetes.
• Usar un sistema de direcciones.
• Enrutar datos por la red.
• Detectar errores en la transmisión de datos.

Dirección IP

Cada elemento de una red que sigue el protocolo TCP/IP está identificado mediante una dirección IP exclusiva. La dirección IP está formada por cuatro números decimales separados por puntos y comprendidos desde el 0 hasta el 255. Por ejemplo: 195.235.165.34. Cada valor decimal se corresponde con un valor binario de 8 bits (1 byte).

Máscara de Subred

La máscara de subred es un código similar a las direcciones IP que permite diferenciar subredes dentro de una misma red. Está formado por cuatro números que sólo pueden tomar los valores 0 o 255. Los dos primeros números de la izquierda de cualquier dirección IP hacen referencia a la red a la que pertenece el host, y los otros dos números identifican al host en la red.

Clases de Direcciones IP

Existen tres clases de direcciones IP:

• Clase A

  • Su rango está comprendido entre 1.0.0.0 y 126.0.0.0.
  • Pueden existir un máximo de 126 redes con 16.777.214 hosts cada una (16.777.216 - 2 = 16.777.214).
  • Sus máscaras de subred siempre toman el valor: 255.0.0.0.
  • Son direcciones asignadas a corporaciones de gran tamaño (Red militar americana).
  • El primer valor decimal empezando por la izquierda hace referencia a la red, y los otros tres a hosts concretos de la misma.

• Clase B

  • Su rango está comprendido entre 128.0.0.0 y 191.255.0.0.
  • Pueden existir un máximo de 16.384 redes con un máximo de 65.534 hosts cada una (65.536 - 2 = 65.534).
  • Sus máscaras de subred toman el valor 255.255.0.0.
  • Son direcciones asignadas a universidades y grandes compañías.
  • Los dos primeros valores decimales empezando por la izquierda hacen referencia a la red, y los otros dos a hosts concretos de la misma.

• Clase C

  • Su rango está comprendido entre 192.0.0.0 y 223.255.255.0.
  • Pueden existir un máximo de 2.097.152 redes con un máximo de 256 hosts cada una.
  • Sus máscaras de subred toman el valor 255.255.255.0.
  • Son direcciones asignadas a pequeñas compañías.
  • Los tres primeros valores decimales empezando por la izquierda hacen referencia a la red, y el otro a hosts concretos de la misma.

Los rangos de direcciones IP privadas son los siguientes:

• Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255
• Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255
• Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255

Enrutamiento

Para que dos ordenadores puedan establecer comunicación, deben pertenecer a la misma red. En caso de que no pertenezcan, se deben utilizar técnicas de enrutamiento.

El enrutamiento se implementa mediante una función del router denominada NAT (Network Address Translation). Esta función puede ser de carácter estático o dinámico.

Enrutamiento Estático

Cuando una LAN accede a Internet, el proveedor telefónico asigna a su router una IP pública dentro del rango de su propia red.

El ordenador con IP 192.168.0.15 (IP privada) envía un paquete al servidor 80.0.0.150 (IP pública).

El router cambia el dato del ordenador de origen (IP privada) por una IP que se encuentra en el rango de la IP pública del servidor. De esta forma, se consigue de manera ficticia que ambos ordenadores formen parte de una misma red y puedan, por lo tanto, comunicarse. Cuando el servidor devuelve la información solicitada, el router realiza el cambio inverso, es decir, transforma la IP del rango del servidor en la IP privada de la LAN.

A este sistema se le llama estático porque el router siempre asigna a cada nodo de la LAN la misma IP para comunicarse con el servidor remoto.